Способ сравпепия двух синусоидальных

Зависимое от ав етельства-, Кл, 601 г 25 Заявлено 17.1,1971738031/18-10) рисоединением заявкиосударственныи комитетСовета Министров СССРоо делал изабротанийи открытий оритет К 621.3 7,772(088.8 вторызобретени. Серге Заявите Пензенский политехнический институт СПОСОБ СРАВНЕНИЯ ДВУХ СИНУСОИДАЛЬНЫХСИГНАЛОВ ОДИНАКОВОЙ ЧАСТОТЫ ПО ФАЗЕИЛИ АМПЛИТУДЕ способу формипенсирующихпях по одномуному сигналу5 ваемые сигналсигналах прикомпенсирующбодные составбодным соста10 лов, складывасигналов с соопснсирующейдальных сигнаамплитуде в с15 - ния. На фиг. 1,снимают синуния с другимЛ 1 с Р 2 с На фиг, 1,может бытьпереходном пщую, противомаемой с РС-ц Онубл.ковано 21.Х.1973. Бсллетен:; М. 40Дата онбликования спнсання 051971 Изобретение относится к области элсктроизмерительной техники и может быть использовано в мостах и компенсаторах переменнс. го тока в приборах допускового контроля электронного оборудования.Известные способы сравнения двух синусоидальных сигналов одинаковой частоты гю фазе или амплитуде могут быть применены только для установившихся величин и нс могут быть применены в условиях, когда один или оба сравниваемых сигнала находятся в режиме переходного процесса. Это ограничивает быстродействие устройств, предназначенных для указанной цели, так как инфсрмация о результате сравнения формируется не сразу от момента коммутации в электрпче. ской цепи, а по истечении определенного времени, необходимого для затухания переходного процесса до определенного значения.Предлагаемый способ в случае применения для сравнения сигналов, снимаемых с И, - и РС-цепей, питаемых синусоидальным напряжением, отличается от известных тем, что по нему сравнение сигналов может быть произведено практически сразу после коммутации в цепи.Для сокращения времени, необходимого для получения информации о результате сравнения до окончания переходного процесса в сигнальных цепях, по предлагаемому руют в каждой из двух комэлектрических ЯС- или И -цедополнительному синусоидальтой же частоты, что и сравниы., причем в дополнительныходновременной коммутации в их и сигнальных цепях своляющие противоположны свовляющим сравни:аемых сигнают каждый из сравниваемых тветствующим сигналом с комцепи, два суммарных синусоила сравнивают по фазе или оответствующей схеме сравнеа показана ЛС-цепь, с которой соидальный сигнал для сравнепо фазе и амплитуде, где: . Йпс - резисторы ЯС-цепи;Я с - общее омическое сопротивление ЯС-цепи;С - емкость;Е - источник синусоидального напряжения.б показана И,-цепь, с которой снято напряжение, имеющее в роцессе свободную составляюположную составляющей, сииепи.3Я 1, - общее омическое сопротивление И.-цепи;1 - индуктивность. 40724743. Равенство амплитуд синусоидальпьх а.пряжений, питающих цепи, и равенство их фаз:Пусть в цепи (фиг. 1, а) произведена следующая коммутация: закорочена какая-либо часть омического сопротивления ЯС-цепи:и - 1. 1 с 10 Еги-- В 1 П(4 - с )11,ас 40 где 60 Требование полной компенсации свободнойсоставляющей переходного процесса в ЯС- цепи, аналогичной составляющей в И.-цепи, будет обеспечено, если при суммировании вы- ражЕНИЙ ИвыхС И Иввгх 1, ЭКСПОНЕНцИаЛЬНЫЕ 65 составляющие взаимно уничтожаются, т. е. Падение напряжения переходного процессана емкости при коммутации части омичсскогосопротивления в ЯС-цепи равно С/с.и - 1оС - вС111 С - дыхе + С1=1- омическое сопротивление коммутации; Рвыхс омическое сопротивление, с которого снимается часть выходного напряжения;иРвс =с - омическое сопротивление ЛСцепи до коммутации;- 1гог с - агс 11 хР,сщС- угол между напряжениеми током в цепи до коммутации;- 1гр =агсфЙосг ог С- угол между напряжением и током в цепи после коммутации;сс= Ростс С - постоянная времени йС-цепи после коммутации;р - фаза синусоидального напряжения в момент коммутации;о - круговая частота. Падение напряжения на сопротивлении Рвыхс равно Улвыхс. В случае съема напряжения одновременно с Яв с и С 1 (как это имеет, н например, место в цифровых мостах с раздельным уравновешиванием) данное напряжение имеет вид:выхСгвыхС + СРасчет компенсирующей в данном примере 1 г,1.-цепи необходимо производить при следующих начальных условиях:1. Равенство постоянных времени после коммутации И.- и ЯС-цепей с целью обеспечения одинаковой крутизны экспоненциальных кривых свободных сигналов в обеих цепях: РС СР 1. ггде т 111, - постоянная времени И.-цепи послекоммутации, или: СРост с гбиост 1. где Яост 1, - омическое сопротивление И.-цепи после коммутации.2. Одновременность коммутации в обеих цепях. Для удобства расчета компенсирующей И.-цепи обозначим параметры этой цепи через параметры ЯС-цепи:В 1. =КЯвСЙгг ЙвйгсРост Е, -2 йост С где К 1 и К 2 - коэффициенты связи, которые 15 могут принимать любые действительные полокительные значения.При подключении И.-цепи (фиг. 1, б) к источнику синусоидального напряженияЕ=Еи з 1 и М+ ) 20по аналогии с РС-цепью выражение для нап 1 яжений снимаемых с элементов Явггх 1, и 1при коммутации какой-либо части омическо.го сопротивления, а также общее выходноенапряжение с И.-цепи будут следующими:Увых 1,: ЬЕ + Е 9 вых 1. - Йвых Е З 1 П (ш +21,+- у, )+Я,1 " з 1 п(1 г - г,о, ) -+- гвв) - Рост 1,З 1 П ( - 9 гг )гс Л,1, = гггй 1. + (го) 45 - сопротивление И,-цепи до коммутации; в 1. = 1 г Йст 1, + (гоЕ)- сопротивление И,-цепи после коммутации; 50 р= агс 1 д в 1.- угол между током и напряжением И,-цепи до коммутации; ог 1,= агс 1 д 55 1 ост 1.- угол между током и напряжением после коммутации И.-цепи,407247 сумма экспопенциальных составляющих долгкна быть равна нулю. При этом суммарнос синусоидальпос напряжение Ив равно сумме установившихся напряжений с ЯС- и И.- цепей. 5Для обеспечения компенсации свободной составляющей сигнальной цепи с помощью аналогичной составляющей компенсирующей цепи параметры сигнальной цепи должны быть при любой коммутации заранее точно 10 известны или должен быть задан диапазон их отклонений. В последнем случае свободные составляющие в сигнале и в напряжении с компенсирующей цепи нс будут точно взаимно противоположны, а с некоторым допуском, 15 так как при каждой коммутации на одно значение параметра компенсирующей цепи в этом случае приходится некоторый диапазон возможных значений соответствующего параметра в сигнальной цепи. 20Возникающая при этом погрешность путем выбора диапазона может быть сведена к нужному значению. Законы коммутаций вЛУ=У 2 -,Г г 2ЦЦ, , + ЦвыхрС + 2 УвыхЛЕт твыхЛС Со Ь 1 М Увыхт. =Ив ят. В 1 П(Щ+т,)а авыхЖт: / Рвыхт, + Ш АЛат Я хт.81 ПД - ;а)+АЦ 11 - Уат. +т,лт, = агс 1 д р сов (6 - ,а )+ аЛ сов- рат + -С вых РС - вых РС, З 1 П (в+ а)Етас- + живых с ыС 1 о 6 уас ) 81 о ;ф 1 ас; аеас -- агс 1 дсоя 6 - уас- + Я с оС соз( - ас) фазе или амплитуде, необходимо произвссти З 5 сложение этих сигналов с сигналами, снимаемыми с компенсирующей ЯС- или РЕ.-цепи 40 Способ сравнения двух синусоидальныхсигналов одинаковой частоты по фазе или амплитуде, снимаемых с ЯС- или И.-цепей, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени, необходимого для получения инфор мации о результате сравнения до окончанияпереходного процесса в сигнальных цепях, формируют в каждой из двух компенсирующих электрических ЯС- или И.-цепях по одному дополнительному синусоидальному сиг налу той же частоты, что и сравниваемыесигналы, причем в дополнительных сигналах при одновременной коммутации в компенсиДля рассмотренного выше случая изменение фазы равно: вых Рт, 2 о)а+ 1 вых Рс 11111- агсф в выхЯ 1,а выхЯС1 т тКак видно из изложенного, изменения фазы и амплитуды суммарного синусоидального сигнала по сравнению с выходным сигналом, снимаемым с РС- и Л 1.-цепи, заранее известны и постоянны между отдельными коммутациями ЯС- или И,-цепи, с которых снимается сигнал для сравнения,Таким образом, прежде, чем производить сравнение электрических сигналов одинаковой частоты, снимаемых с И,- и РС-цепей по обеих сигнальных цепях могут быть различны и случайны.Иа фиг. 2 графически показан случай компенсации свободной составляющей переход ного процесса ЯС-цепи с помощью свободной составляющей переходного процесса И-цепи, ГДЕ И в 1.дС И Ит.ят, - уСтаНОВИВШИЕСЯ СО- ставляющие выходных напряжений с ЯС- и И.-цепей;Исв йС И Исв.т 1 Ъ - СВободНЫЕ СОСтаВЛяЮщИЕ выходных напряжений с ЯС- и И.-цепей;Ик - суммарное напряжение.Суммарное напряжение (фиг. 2) имеет иную фазу и амплитуду, чем выходное на- ПряЖЕНИЕ С РС-ЦЕПИ - Ивв 1 хдС. ИЗМЕНЕНИЕ фазы и амплитуды появилось в результате сложения выходного напряжения ЯС-цепи с выходным напряжением И -цепи.Изменения фазы и амплитуды могут быть легко определены с помощью известных тригонометрических формул,Для рассмотренного выше случая изменение амплитуды равно:вых РС Предмет изобретения407247 соответствующим сигналом с компенсирующей цепи, два суммарных синусоидальных сигнала сравнивают по фазе или амплитуде в соответствующей схеме сравнения. г. 1 Корректор Т. Добровольск Изд.2097 Государственного комитет по делам изобретений Москва, Ж, РаушскаЗаказ 21 ПодписиСССР НИИП Типография, пр. Сапунова, 2 рующих и сигнальных цепях свободные составляющие противоположны свободным составляющим сравниваемых сигналов, складывают каждый из сравниваемых сигналов с Тираж 755 Совета Минист открытий набд. 4/5